CN109436261B - 一种全方位换向划水驱动式水下机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水下勘探机器人技术领域，具体涉及到一种全方位换向划水驱动式水下机器人。一种全方位换向划水驱动式水下机器人，其特征在于:包括密封舱和执行舱，所述密封舱外侧四周围绕有排水箱，所述执行舱的下端还安装有动力机构；本发明采用部分旋转的方式可以很好地节省能源，并且采用叶轮驱动可以有效地防止在水下网和水草缠绕，在水下质地较好的环境下可以在水下行走勘探，并且该装置的机械结构较为简单，成本较低，可以很好地被一些中小型公司生产。
Description
技术领域
本发明涉及水下勘探机器人技术领域，具体涉及到一种全方位换向划水驱动式水下机器人。
背景技术
目前，随着我国水下技术的不断发展，以及人们对海洋世界的探索日益浓厚。关于水下机器人的需求也逐渐加大。在民用领域上，水下机器人可以应用于海底作业施工，事件数据采集，水下设备检修与维护等；在军用领域上，水下机器人则可以应用于水下布雷排雷，水下军用信息网络搭建，国防安全侦查等。但目前有关水下的资源勘探和设备检测等活动普遍采用人工潜水勘测，而由于水下环境又复杂多变，难免有时会遭遇一些不可预料的危险。
发明内容
本发明的目的是提供一种全方位换向划水驱动式水下机器人以解决现有技术的不足之处。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种全方位换向划水驱动式水下机器人，包括密封舱和执行舱，所述密封舱外侧四周围绕有排水箱，所述执行舱的下端还安装有动力机构；
所述密封舱为一个圆柱形腔体，所述密封舱的中心上下开设有圆柱形孔，所述上下两端圆柱孔间安装有双同步输出端电机，所述双同步输出端电机的两个输出轴分别置于上下圆柱形通孔内，所述圆柱形孔内部上下分别安装有减速器分别于双同步输出端电机上下两个输出端轴连接，所述上端减速器转轴连接有摄像机支撑柱，所述摄像机支撑柱的上端焊接有凹槽架，所述凹槽架上转动连接有摄像头，所述凹槽架两端还螺母固定有探照灯；所述下端减速器转轴与执行舱卡接螺母固定；
所述执行舱为一个底面为正方形的矩形壳体舱，所述执行舱内部中部一体式连接有两个主动转轴固定座，所述两个主动转轴固定座之间转动连接有转轴，所述转轴上还卡接固定有主动齿轮，所述转轴的一端还轴连接有驱动电机，所述驱动电机外部密封并螺母固定于执行舱内部；
所述动力机构包括四个叶轮转轴固定座，所述两个叶轮转轴固定座间转动连接有叶轮转轴，所述叶轮转轴两端卡接固定有叶轮，所述叶轮转轴中心卡接固定有从动齿轮，所述两个叶轮转轴的从动齿轮与主动齿轮链条连接。
进一步的，所述密封舱内还螺母固定有控制箱、电源箱和气泵，所述排水箱为一个圆环型皮囊，所述排水箱胶黏于密封舱的圆周上，所述排水箱与气泵气路连接。
进一步的，所述叶轮上半部分还设置有与叶轮相应的半圆形叶轮罩，所述叶轮罩的一端与执行舱一体式连接。
进一步的，所述电源箱对控制箱进行供电，所述控制箱分别与气泵、双同步输出端电机、摄像头、探照灯和驱动电机电连接。
进一步的，所述密封舱为金属材料。
进一步的，所述的执行舱和动力机构为高分子材料。
进一步的，所述密封舱内还螺母固定有***、温/湿度传感器和陀螺仪。
进一步的，所述执行舱内部还螺母固定有深高度传感器，所述执行舱外侧还螺母固定有压力传感器。
本发明的优点在于：
(1)本发明采用部分旋转的方式可以很好地节省能源，并且采用叶轮驱动可以有效地防止在水下网和水草缠绕，在水下质地较好的环境下可以在水下行走勘探，并且该装置的机械结构较为简单，成本较低，可以很好地被一些中小型公司生产。
(2)本发明产品通过将信息采集装置与驱动装置连为一体，很大程度上提高了本体的使用效率，且大体只有两个电机驱动，大大延长了了能量的使用时间。采用传统的潜艇排水方式实现沉浮，采用叶轮划水方式前进，技术难度相对较低，满足一般企业可以制造的要求。可实现对水下资源进行长时间的勘探，并可反馈本体周围的实时信息给上位机。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图2是本发明密封舱内部结构图。
图3是本发明执行舱内部机构图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1-3所示一种全方位换向划水驱动式水下机器人，包括密封舱1和执行舱3，所述密封舱1外侧四周围绕有排水箱2，所述执行舱3的下端还安装有动力机构；
所述密封舱1为一个圆柱形腔体，所述密封舱1的中心上下开设有圆柱形孔，所述上下两端圆柱孔间安装有双同步输出端电机11，所述双同步输出端电机11的两个输出轴分别置于上下圆柱形通孔内，所述圆柱形孔内部上下分别安装有减速器12分别于双同步输出端电机11上下两个输出端轴连接，所述上端减速器12转轴连接有摄像机支撑柱8，所述摄像机支撑柱8的上端焊接有凹槽架，所述凹槽架上转动连接有摄像头10，所述凹槽架两端还螺母固定有探照灯9；所述下端减速器12转轴与执行舱3卡接螺母固定；
所述执行舱3为一个底面为正方形的矩形壳体舱，所述执行舱3内部中部一体式连接有两个主动转轴固定座16，所述两个主动转轴固定座16之间转动连接有转轴19，所述转轴19上还卡接固定有主动齿轮20，所述转轴的一端还轴连接有驱动电机17，所述驱动电机17外部密封并螺母固定于执行舱3内部；
所述动力机构包括四个叶轮转轴固定座7，所述两个叶轮转轴固定座7间转动连接有叶轮转轴6，所述叶轮转轴6两端卡接固定有叶轮5，所述叶轮转轴6中心卡接固定有从动齿轮21，所述两个叶轮转轴6的从动齿轮21与主动齿轮20链条18连接。
所述密封舱1内还螺母固定有控制箱15、电源箱13和气泵14，所述排水箱2为一个圆环型皮囊，所述排水箱2胶黏于密封舱1的圆周上，所述排水箱2与气泵气路14连接。
所述叶轮5上半部分还设置有与叶轮5相应的半圆形叶轮罩4，所述叶轮罩4的一端与执行舱3一体式连接。
所述电源箱13对控制箱15进行供电，所述控制箱15分别与气泵14、双同步输出端电机11、摄像头10、探照灯9和驱动电机17电连接。
所述密封舱1为金属材料。
所述的执行舱3和动力机构为高分子材料。
所述密封舱1内还螺母固定有***、温/湿度传感器和陀螺仪。
所述执行舱3内部还螺母固定有深高度传感器，所述执行3舱外侧还螺母固定有压力传感器。
本发明的原理在于：下端输出通过减速器与所述执行舱整体连接，可带动整个执行舱及其传动机构旋转，考虑到双同步输出端电机旋转让叶轮换向时，可能带动密封舱本身旋转，这里将密封舱及其周围环绕的水箱采用密度较大的材料以在相同体积下增大质量，加上内部的控制箱，电源箱，充气泵等结构的质量，该密封舱和水箱的惯性很大，而执行舱和传动结构则选用密度较小，但硬度足够满足结构要求的材料，以保证在双同步输出端电机旋转换向时，密封舱和水箱因为质量足够大所以基本不会旋转，而执行舱和传动结构因为质量较小，惯性较小，从而会和摄像头同步旋转；
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种全方位换向划水驱动式水下机器人，其特征在于:包括密封舱和执行舱，所述密封舱外侧四周围绕有排水箱，所述执行舱的下端还安装有动力机构；
所述密封舱为一个圆柱形腔体，所述密封舱的中心上下开设有圆柱形孔，上下两端圆柱孔间安装有双同步输出端电机，所述双同步输出端电机的两个输出轴分别置于上下圆柱形通孔内，所述圆柱形孔内部上下分别安装有减速器分别与双同步输出端电机上下两个输出端轴连接，上端减速器转轴连接有摄像机支撑柱，所述摄像机支撑柱的上端焊接有凹槽架，所述凹槽架上转动连接有摄像头，所述凹槽架两端还螺母固定有探照灯；下端减速器转轴与执行舱卡接螺母固定；
所述执行舱为一个底面为正方形的矩形壳体舱，所述执行舱内部中部一体式连接有两个主动转轴固定座，所述两个主动转轴固定座之间转动连接有转轴，位于主动转轴固定座之间的转轴上还卡接固定有主动齿轮，位于主动转轴固定座之间的转轴的一端还轴连接有驱动电机，所述驱动电机外部密封并螺母固定于执行舱内部；
所述动力机构包括四个叶轮转轴固定座，两个叶轮转轴固定座间转动连接有叶轮转轴，所述叶轮转轴两端卡接固定有叶轮，所述叶轮转轴中心卡接固定有从动齿轮，所述两个叶轮转轴的从动齿轮与主动齿轮链条连接。
2.根据权利要求1所述的一种全方位换向划水驱动式水下机器人，其特征在于：所述密封舱内还螺母固定有控制箱、电源箱和气泵，所述排水箱为一个圆环型皮囊，所述排水箱胶黏于密封舱的圆周上，所述排水箱与气泵气路连接。
3.根据权利要求1所述的一种全方位换向划水驱动式水下机器人，其特征在于：所述叶轮上半部分还设置有与叶轮相应的半圆形叶轮罩，所述叶轮罩的一端与执行舱一体式连接。
4.根据权利要求2所述的一种全方位换向划水驱动式水下机器人，其特征在于：所述电源箱对控制箱进行供电，所述控制箱分别与气泵、双同步输出端电机、摄像头、探照灯和驱动电机电连接。
5.根据权利要求1所述的一种全方位换向划水驱动式水下机器人，其特征在于：所述密封舱为金属材料。
6.根据权利要求1所述的一种全方位换向划水驱动式水下机器人，其特征在于：所述的执行舱和动力机构为高分子材料。
7.根据权利要求1所述的一种全方位换向划水驱动式水下机器人，其特征在于：所述密封舱内还螺母固定有***、温/湿度传感器和陀螺仪。
8.根据权利要求1所述的一种全方位换向划水驱动式水下机器人，其特征在于：所述执行舱内部还螺母固定有深高度传感器，所述执行舱外侧还螺母固定有压力传感器。
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